这是一个2017年的老问题，五年过后的2022年，当世界经历了纷繁复杂的变化后，是时候给这个老问题一个新答案了。今天看来，中国与美国在科技领域基本处在旗鼓相当的地位。由于长期的历史储备，美国在部分领域略有优势，然而中国体现出进一步增长的强大潜力，有望在未来十年内取得显著的优势。
哈弗大学肯尼迪学院贝尔福中心于2021年12月7日发表了《The Great Tech Rivalry: China vs the U.S.》（伟大的科技竞争：中国对美国）。这份报告获得了美国学术界和科技界的大力支持和广泛关注。这份报告通过对中美科技竞争的6个核心领域的详尽评估，深入对比了中美两国在这些领域的底蕴，实力，优劣和前景。
Graham Allison著名政治和国际关系学家，哈弗大学肯尼迪学院首任院长和教授，“修昔底德陷阱”理论的提出者。
Eric SchmidtGoogle公司前首席执行官，科技行业最知名和重要的对华。
： 在未来十年可能对经济和安全产生最大影响的先进技术——人工智能——用埃里克施密特的话来说，中国现在是一个“全方位的同行竞争对手”。
：根据五角大楼国防创新委员会的说法，“中国正在 5G 中重复美国在 4G 方面的做法。”尽管在 5G 标准和芯片设计方面具有优势，但美国的 5G 基础设施部署比中国落后多年， 让中国在发展 5G 时代的平台方面具有先发优势。
在量子信息科学领域，美国长期以来一直被视为领导者，但中国的国家推动提出了明显的挑战。中国在量子通信方面已经超越美国，并迅速缩小了美国在量子计算方面的领先优势。
美国保持了其在半导体行业的主导地位，它已经占据了近半个世纪。 但中国长达数十年的成为半导体强国的运动使其成为一个重要的竞争对手，可能很快在两个关键领域赶上：半导体制造和芯片设计。
在全球最有价值的10家生命科学公司中，美国拥有其中的 7 家，但中国正在整个生物技术研发领域展开激烈竞争。 中国研究人员缩小了美国在 CRISPR 基因编辑技术方面的领先优势，并在 CAR-T 细胞治疗方面超过了美国。
中国是这些绿色能源技术的世界领先制造商、用户和出口国，巩固了对未来绿色能源供应链的垄断地位。 美国的新能源的应用依赖于中国。正如能源地缘政治专家丹尼尔·耶金所说，“在绿色能源方面，中国已经实现了‘中国制造2025’的目标，即在本世纪的新兴产业中占据主导地位。”
中国的全社会方法正在挑战美国在技术竞争的宏观驱动力方面的传统优势，包括其技术人才管道、研发生态系统和国家政策。正如美国国家安全委员会负责技术和国家安全的高级主任塔伦查布拉和安全与新兴技术中心所承认的那样，“美国不再是全球科技 (S&T) 的霸主。”
在很多赛道上，中国已经超越美国成为无可争议的世界第一。人工智能比赛的关键指标包括产品市场测试、金融市场测试、研究出版物、专利和国际竞赛成绩。
的 9 亿中国用户远远超过 Apple Pay 在美国的 4400 万用户。虽然三分之二的美国人仍然依赖信用卡，但 90% 的城市中国人主要使用移动支付。到2020年为止，美国人在移动平台上每花费 1 美元，对应中国人就花费 150 美元，总计 42 万亿美元。这笔支出产生了有关个人消费者行为的精细数据宝库，可用于开发其他金融科技应用程序，例如人工智能驱动的个人信用评估。
在面部识别方面，根本不存在竞争：由于对个人隐私的担忧以及对如何部署这项技术的深刻分歧，美国基本上已经认输了。而与此同时，
已经开发了像即时面部识别这样的尖端应用程序。可以在几秒钟内识别出中国14亿人口中的个体。
六年前，全球 20 家最有价值的互联网公司中只有两家是中国公司；而今天，谷歌、亚马逊、Facebook、微软、百度、阿里巴巴和腾讯这七家公司被称为是“人工智能时代的七巨头”。
在 2018 年投资于人工智能的每 10 美元风险投资中，有 5 美元流向了中国初创公司，4 美元流向了美国公司。在全球十大最有价值的人工智能初创公司中，七家是美国的，三家是中国的。
去年（2020年），中国的人工智能论文总引用量超过美国，比 2019 年增长了 35%。在人工智能最热门的子领域——深度学习领域——中国的专利出版物数量是美国的六倍。 并且根据艾伦人工智能研究所（Allen Institute for Artificial Intelligence）的权威评估，到 2025 年，美国将在被引用次数前1%的 AI 论文中跌至第二位。
2017 年，DeepMind 的 AlphaGo 大师击败了围棋界世界大师柯洁，比专家预测的早了十年。然而八个月后，腾讯自己的围棋程序“Fine Art”也击败了柯洁（腾讯还让柯洁先行两子并最终取胜——这是 DeepMind 在比赛中不愿意提供的优势）。另外，在斯坦福大学的机器阅读理解国际挑战赛中，中国队经常占据前五名，包括第一名。 在世界上最负盛名的中学生计算机科学竞赛——国际信息学奥林匹克竞赛中，中国人获得了 88 枚金牌，而美国人获得了 55 枚。
中国的优势始于其 14 亿人口，这个庞大的人口基数创造了无与伦比的人才库和数据池，世界上最大的国内市场，以及数量庞大的培养计算机科学家的大学，这类大学的数量是美国的数倍。 到 2025 年，中国毕业的拥有 STEM （科学，技术，工程和数学）学位的本科生人数将是美国的四倍，而拥有博士学位的人数将是美国的两倍。相比之下，美国本土出生的 AI 领域博士学位人数自 1990 年以来就一直没有增加。
另外，由于大规模的高质量数据是AI时代最重要的资源，拥有完善基础设施和研究机构的以及庞大人口规模的中国已经成为了数据时代的中东产油国。
美国在人力资本方面拥有北京无法复制的两大优势。 首先，世界上一半的AI领域的顶级人才为美国公司工作。 其次，美国可以从全球 79 亿人口中招募人才，而固有的封闭性将中国的人力资源限制在自己的人口中。
随着速度提高 100 倍，可靠性提高 50 倍，设备连接提高 10 倍，5G 有望实现当今任何人都无法想象的新用例。 高通经济战略团队估计，在未来 15 年内，5G 将为世界“增加一个印度规模的经济体”，其中最大的份额有望在中国实现。 行业协会 GSMA 表示，中国“现在是世界上最大的单一 5G 市场，截至 2020 年底，中国的 5G 连接数占全球 5G 连接数的 87%。
事实上苹果手机id注册美国姓名怎么填，几乎所有关键指标都支持中国将主导 5G 未来的预测。 到2020年底，中国拥有1.5亿5G用户，美国为600万；中国有700,000 个 5G 基站，美国有 50,000 个；中国有 460 MHz 的许可中频频谱，美国是 70 MHz；中国的 5G 平均速度为 300 Mbps，美国为 60 Mbps。
五大 5G 设备供应商中，有两家是中国企业；美国企业一家都没有。 在过去的二十年里，中国的冠军企业华为在全球电信基础设施市场的份额，从可以忽略不记发展成了全球首屈一指的 5G 设备供应商，市场份额达到了 28%；而美国前冠军企业朗讯和摩托罗拉则从 2000 年的 25%全球份额跌到了今天的几乎为零。
美国在 5G 竞赛的其他领域保持竞争优势，特别是在 5G 研发、标准和应用方面。美国所拥有的 4G 专利是 5G 专利体系的一个重要基础组成部分，美国公司目前在行业标准机构 3GPP 担任多个委员会主席。
认识到 5G 标准的价值并在高研发预算的推动下，中国公司正在积极扩大其在标准机构中的影响力——并削弱美国的影响力。 华为在美国和欧洲专利局授予的 5G 专利家族份额以及批准的 5G 技术对 3GPP 的贡献方面处于领先地位，而中国已经将目光投向了下一代移动通信，并拥有 35% 的 6G 专利，而美国只有 18 个 %。
在 5G 应用方面，美国的优势包括其科技巨头在全球科技生态系统中的核心地位、在 5G 芯片设计方面的领先地位以及云基础设施等关键相关技术的主导地位。 但残酷的事实是，如果没有强大的国家 5G 基础设施和生活在 5G 环境中的用户，美国将在开发下一个 5G 杀手级应用方面处于劣势。 具有线G 网络在美国仍然需要一到两年的时间，而像 ORAN（一些人提出作为美国对华为的回应）等新基础设施解决方案的主流采用对于美国 5G 的推出来说为时已晚。 相比之下，正如施密特警告的那样，“中国很快就会拥有一个传输速率为每秒 1 GB的国家网络。 凭借中国的领先优势，下一代科技巨头——以及他们打造的产品和服务——将不会是欧洲或美国的，而是中国的。”
中国已经在开拓前沿的 5G 应用，包括智能工厂系统、工业应用的数字孪生，以及世界上第一个支持 5G 的远程手术。 在 4G 时代，苹果 iPhone、谷歌 Android 操作系统和微软 HoloLens 将用户连接到科技生态系统，而 5G 将由华为网络主导，为小米智能手机、腾讯智慧城市解决方案和百度自动驾驶出租车提供无处不在的连接。
量子信息科学(QIS)包括三个重要的子领域：量子计算、量子通信和量子传感。30 年前开创的 QIS 长期以来一直被科学界视为科学技术革命性进步的潜在催化剂，涉及大型计算、更快的通信和精确测量。各国政府最近才意识到，曾经被认为是一种假想的国家安全威胁正在成为可能。事实上，诸如破解现有加密以窃取国家机密的能力、创建完全安全的通信线路的能力，以及足以将操作平台从天基定位系统（GPS等）中解放出来的超高精度传感器，这些技术带来的能力和威胁正在变成现实。
被誉为中国“量子之父”的潘建伟说得好：“我们只是现代信息科学诞生的追随者和学习者。现在我们有机会……成为领导者。” 2014年，美国和中国在量子相关专利数量上并列，2015年中国在量子技术研究方面的年度支出仅次于美国。但到 2018 年，也就是中国启动旨在到 2030 年在 QIS 取得突破的“大项目”两年后，中国超过了美国，申请的专利数量是美国的两倍多，占所有量子专利的 52%。今天，中国在 QIS 上的支出是美国的四倍。由于这些进步，美中经济与安全审查委员会 2017 年的一份报告称，“中国已经缩小了与美国在量子信息科学领域的技术差距——这是美国长期以来一直主导的领域。”自那次评估以来，中国已加大了力度，在“十四五”规划中将 QIS 列为仅次于人工智能的首要技术优先事项。
由于谷歌、IBM、英特尔和微软等私营公司的大量投资，美国长期以来一直是量子计算领域的领导者，这些公司帮助美国率先实现了该领域迄今为止最重要的里程碑，包括展示 “量子霸权”和推出云计算服务，让客户可以使用量子计算机。中国渴望赶上美国，在 2017 年将量子计算提升为“战略技术”，以增加投资。
中国还展示了将研发迅速转变为运营优势的能力。 2020 年 12 月，距离谷歌 53 量子比特的 “悬铃木” 超导量子计算机实现量子霸权仅一年后，中国也达到了同样的里程碑。当月，中国科学技术大学创建的光子量子计算机“九章”在某些物理计算方面达到了“比谷歌快 100 亿倍”的量子霸权。仅仅六个月后，潘建伟领导的团队再次登上头条，推出了一款新的量子处理器“祖冲之”，它能够解决的问题比 “悬铃木” 解决的问题困难 100 倍，从而以执行计算所需的数学分析类型来衡量，超越了谷歌的 “悬铃木” 成为世界上最强大的超导量子计算机。在具有更快运行潜力且对其新兴量子网络至关重要的光子量子位中，中国以 113 个可检测光子领先。然而，在量子体积方面，IBM 发明的一种指标不仅可以评估量子比特的数量，还可以评估它们的连接性和质量，美国的霍尼韦尔在该领域领先。
四年前，美中经济与安全审查委员会报告称，“中国现在已经超越美国成为世界量子通信的领导者。” 尽管美国在 2003 年开发了第一个量子密钥分发网络，但此后在量子通信的竞赛中失去了优势。自爱德华·斯诺登 2013 年的泄密事件揭示了美国在中国的秘密信息收集能力以来，中国加快了量子通信技术（安全的“黄金标准”）的发展。到2018 年，中国在量子通信和密码学方面注册的专利数量是美国的四倍多（517 比 117）。 自 2014 年以来，它在出版物方面已经超过了美国和欧洲（该领域的另一个领导者）。
中国在量子通信方面的取得的成就令人印象深刻。2016年，中国发射了世界上第一颗量子通信卫星“墨子号”。不久之后，中国科学家在卫星和相距超过745英里的地球基站之间建立了破纪录的量子通信链路。2021年1月，中国宣布建成世界上第一个综合量子通信网络，总距离超过2800英里（比纽约到洛杉矶的距离还要长）。专家预计，中国政府和军方的通讯将在短短两到三年内彻底保密，这意味着美国将无法再进行任何监听和解密。
与量子计算和通信相比，量子传感是一个相对成熟的领域，已经具有现实的应用能力。这对于军事能力尤为重要，因为量子传感具有最直接的应用包括消除隐身技术和雷达干扰的能力。根据美国国防分析研究所2019年的一份报告，在所有关于量子传感的出版物中，中国在每篇论文的平均引用数量排名中名列第三（美国排名第一，欧洲排名第二）。而如果仅限于过去五年的相关出版物，每篇中国论文的引用数量在量子传感领域的所有出版物中名列第一。
美国保持了近半个世纪以来在半导体行业的主导地位，但这一地位已被国内投资不足和日益加剧的海外竞争逐渐侵蚀。尽管美国在芯片设计和半导体制造投入方面仍处于领先地位，但其在半导体制造中的份额已从1990年的37%下降到今天的12%。与此同时，中国长达数十年的半导体强国运动近年来增在逐步取得成果。尽管正如台积电 (TSMC) 创始人张忠谋评估的那样，“中国大陆还不是竞争对手”，但中国在半导体生产和设计方面的差距已缩小到仅落后领先企业一到两代。未来十年，中国将在成熟技术节点上成为全球最大的半导体生产国，而 ASML 首席执行官Peter Wennink估计，“在15年内，他们将能够自己覆盖整个产业（并实现半导体产业的技术主权）。”
随着中国在全球半导体消费中的份额增长了三倍（从 2000 年的不到 20% 到 2019 年的 60%），中国不断增长的内需为市场和国家安全需要为半导体行业的发展提供了激励，并在两个领域取得了显著的成效：首先，在半导体制造方面，中国在全球半导体制造能力中的份额已从1990年的不到1% 上升到15%，而美国的份额则从37%下降到12%。半导体行业协会预计在未来十年中，中国将新建全球40%的新增产能，成为全球最大的半导体制造商，市场份额可达24%。此外，中国半导体制造领域的冠军企业中芯国际公司（SMIC）在过去十年中一直位居前五名。中芯国际2020年突破的N+1 7纳米工艺意味着其先进的制造能力现在可以与英特尔匹敌。其次，在芯片设计领域，华为旗下的海思已经成长为集成电路设计巨头。 2020年，它成为第一家打入半导体行业前十名的中国公司，并取代长期市场领导者高通成为中国最大的智能手机处理器供应商（尽管出口管制损害了该公司的近期前景）。尽管中国仍然依赖进口半导体芯片来满足85%的国内需求，但这些最近的成就驳斥了几十年来世界充斥的对中国半导体行业崛起的悲观论调。根据张忠谋的判断，中国在芯片设计上仅“落后美国和中国台湾一到两年”，在制造上则仅“落后台积电五年”。
美国拥有48%的整体行业市场份额，而中国为5%，是无可争议的全球半导体领导者。然而，美国在设计和制造领域的地位已大大削弱。高通和英伟达等美国公司在顶级半导体公司前十名中占据七席。但收入排名掩盖了这些美国企业的长期脆弱性。例如研发预算受公司高企的债务所限，半导体人才日益短缺，以及美国企业的收入越来越多的依赖于他们的中国客户。虽然美国以前在芯片制造方面一度处于领先地位，但如今只有44%的美国设计的芯片是在美国制造的。英特尔和格罗方德在下一代芯片竞争中都已经远远落后了，而90%的先进制造工艺掌握在中国台湾的台积电手中。正如英特尔首席执行官Pat Gelsinger所说，这意味着“我们的经济生计和人类生活的各个方面最重要的组成部分现在越来越不受我们控制。”在半导体制造投入方面，美国仍然保持强势地位并控制关键供应链瓶颈。应用材料公司和泛林集团（Lam Research）等公司持有半导体制造设备约55%的市场份额（中国仅为2%），以及85%的电子设计自动化软件。
总之，这些趋势表明，虽然美国的行业领先地位不会在短期内被中国取代，但中国在三个关键领域中的两个方面已经取得了强劲进展。如果趋势保持下去，中国的半导体产业将在未来十年内快速增长。尽管美国最近对华为的制裁和中芯国际被列入实体清单等行动减缓了中国的进展，但完全切断中国对先进半导体的准入也是对美国的半导体芯片产业的破坏政策，因为中国市场占美国芯片相关产品销售总额的36%。
在过去的二十年里，中国已经跃居生物技术基础研究的前列。 2007-2017年，中国生物技术出版物年均增长20%，仅次于美国。2019年和2020年，中国分别超过德国和英国，在高质量生命科学研究自然指数中排名第二，论文产量在过去一年中增加了 9%。值得注意的是，其研究成果在多个领域都超过了美国，包括CRISPR基因编辑农作物（中国42%，美国19%）和转基因植物（中国30%，美国12%）。中国每年还产生最多的生物技术专利，其全球份额从2000年的1%增加到2019年的 28%，而美国的份额从45%下降到27%。在生物医药专利方面，中国的16%年增长率远超美国的3%，在细胞治疗专利方面，中国专利总量和增长率均处于领先地位。尽管中国在基础研究方面落后，但在开发应用方面表现出色。在以基因组学和基因组技术为代表领域，千禧之初美国引领世界协调完成了人类基因组计划，而中国则在2018年启动了全球最大的基因组计划，项目负责人王亚东博士表示将“通过对10万人的基因进行测序，绘制出中国人的基因组图谱，以努力确定危害中国人健康的遗传学基础。”在2013年收购美国公司Complete Genomics后，中国基因组学巨头华大基因现在已经成为世界上最大的基因组研究中心，可以以破纪录的100美元价格对人类基因组进行测序（比市场上的竞争对手便宜6倍，比2000年时的价格便宜了10万倍））。在CRISPR研究中，美国在发表的论文总数中保持领先，但近年来这一领先优势已经大幅收窄。2018年，美国发表了898篇论文，而中国则发表了824篇。另外中国对 CRISPR 应用的监管较为宽松，这使得中国的人体研究远远超过了美国，全球所有CRISPR临床试验中有至少一半都在进行在中国。
在生物制药和治疗领域，中国已证明自己是一个将实验室发现转化为商业产品的新兴竞争对手。自 2001年以来，尤其是在最近的政策转变（例如2015年国家食品药品监督管理总局改革）之后，中国在全球生物制药市场的份额从7%增加到22%（仅次于美国的全球第二大市场）；成为全球最大的活性药物成分和其他关键投入生产商（占全球产出的40%）；并以10%的年增长率将其生物制药产量扩大到全球产能的15%（在全球产能中排名第三，仅次于美国的35%和欧盟的25%）。尽管中国的大部分生物制药增长是由仿制药推动的生物仿制药，但中国的创新能力也在不断增长：在过去十年中，中国的“创新分子”数量增加了两倍，达到800个，其中10%处于临床III期，25%处于试验阶段。而在新冠病毒疫苗的研发方面，尽管效果与创新mRNA疫苗存在差距，国药集团和科兴生物开发的冠状病毒疫苗仍然取得了令人瞩目的成就，它们均已获得世界卫生组织的紧急使用批准，并且在所有疫苗中，得到全球范围内最广泛的注射。
中国生物技术成功的最突出证明是CAR T细胞 (CAR-T) 疗法，该疗法可修饰T细胞以用于免疫疗法，并在癌症治疗中显示出良好前景。在争夺 CAR-T 市场的竞争中，南京传奇生物在2017年成为明显的领跑者，它展示了肿瘤学领域几十年来最好的突破性数据：94%的多发性骨髓瘤患者在传奇的 CAR-T治疗后临床症状缓解。几个月内，强生公司 (J&J) 签订了使用传奇生物技术的许可协议，强生公司的癌症研究负责人称赞这是一种“具有改变骨髓瘤治疗潜力的创新方法”。从那时起，中国已成为全球最大的CAR-T疗法临床试验提供者（到2020年将超过50%的试验），并有望主导这项新技术，这对癌症居于人口死亡原因首位的国家具有重大意义。
从今天的事实来看，美国仍然是生物技术领域的领导者，在创新方面处于领先地位，并且在十大最有价值的生命科学公司中占据了七家。但从更长远的角度观察：自从中国在“中国制造 2025”中将生物技术列为国家发展的关键领域之一以来，其生物技术劳动力的投资、改革和增长都取得了重大进展。正如最近一篇Nature文章所总结的那样，“中国的生命科学公司仍在创新……凭借积极的政府支持、十亿患者市场和积极进取的劳动力，它们将会挑战美国在生物技术领域的霸权地位。”
中国在装备制造、原材料、储能等绿色科技供应链的关键环节上，已经领先美国等国家并基本取得了统治地位。中国利用其作为世界工厂的地位，现已成为可再生能源设备的主要制造商。从2000年不到1%的太阳能电池板产量发展至今，中国现在供应全球70%的太阳能电池板，相比之下，美国的份额从2000年的30%下降到今天的不到1%。全球前十大风力涡轮机生产商中有四家是中国企业，控制着全球40%的市场，而美国企业则为12%中国苹果id换美国id。这些制造优势使中国成为最大的太阳能和风能生产国，是美国太阳能发电容量的三倍，风能发电容量的两倍。
正如世界经济论坛所承认的那样，“向零排放能源生产和运输的转变意味着一系列新要素将成为关键。”在这些新要素中，中国几乎垄断了太阳能电池板、电池和其他绿色技术所需的几项关键投入，包括化学锂（占全球产量的50%）、多晶硅（60%）、稀土金属（70%）、天然石墨（70%）、钴精炼（80%）和稀土精炼（90%）。在中国国内缺乏资源的领域，中国在海外积极布局获得资源。中国公司拥有刚果民主共和国14个最大钴矿中的8个（占全球产量的30%）和世界最大锂储量51%的股份（加上其他资产，使中国成为最大的锂生产国，硬岩锂占全球产量的 50% 以上）。与此同时，美国进口40% 的锂、80%的钴和100%的石墨。美国可能需要20到30年的时间才能在原材料采购方面赶上中国。
在储能方面，彭博《新能源展望》估计，中国控制着 80% 的电池原材料精炼、77% 的电池产能和 60% 的电池组件制造。 其评估指出，“像宁德时代一样，中国制造商在不到 10 年的时间里从无到有，成为世界领先”，而“美国”2020年仅排名第六。” 未来十年，近75%的新锂离子电池产能将在中国建成。作为世界上最大的氢燃料生产国，中国和欧盟都在绿色氢燃料开发方面处于领先地位——中国和欧盟每年在研发上的总支出超过20亿美元，是美国能源部每年1.5亿美元拨款的十倍以上。
在可预见的未来，绿色能源供应链各个环节的这些优势的结合，将使中国成为全球领导者。 事实上，这可以从当今新能源技术的最佳例子窥知端倪：电动汽车(EV)。中国已经成为全球电动汽车的最大生产国和最大市场，2020年电动汽车销量达到了130万辆（占全球销量的40%以上），而美国为30 万辆。这种快速增长使电动汽车全球份额中的中国部分从2013年相当于美国的20%，增加到今天约为美国的200%。到2028年，美国每生产一辆电动车，中国就将生产近六辆。
另外，中国的电动汽车充电桩在全国范围内超过100万个，并且在2019年以每天一千个的速度安装。相比之下，美国至今总共只安装了100,000个。中国公司比亚迪主导着全球90%的电动巴士市场，为洛杉矶和纽约城市供应电动巴士。
在新能源领域，美国的优势在于突破性创新。正如前能源部长欧内斯特·莫尼兹（Ernest Moniz）所说，虽然中国在工艺工程方面的优势使其能够在扩大和部署绿色技术方面处于领先地位，但“几十年来，美国在培育能源创新方面表现出无与伦比的能力。”在碳捕获和封存 (CCS) 技术方面，美国拥有世界上一半以上的大型CCS设施，并发表最多的CCS论文。2020年12月，美国初创公司Quantum Scape 展示了锂金属电池，这种电池更安全、更持久，可以将电动汽车的续航里程提高80%以上，这一成就被《麻省理工科技评论》评为2021年十大技术之一。另外还有特斯拉，虽然中国现在是特斯拉最大的市场，但不可否认，特斯拉是美国创新生态系统的产物，也是美国政府高级研究计划署能源部的最大成功之一。
一国在科技领域取得成功的基础是公司、机构和个人工作的运营环境。 其中关键是科技人才累积、形成研发的生态系统，以及合适的国家政策。
正如洛克希德·马丁公司前首席执行官诺曼·奥古斯丁所说，“缺乏人力资源投资是‘对美国技术主导地位’的长期威胁。具有讽刺意味的是，我们拥有世界上最好的研究型大学，但我们的小学和中学教育系统根本没有竞争力。”按大学本科学位总数计算，2000年美国拥有超过500,000名毕业生，数量位居全球领先地位，而当年中国则有不到360,000名。今天，中国毕业的STEM学生数量是美国的四倍（130万对30万），计算机科学专业毕业生的数量是美国的三倍（185,000对65,000）。在针对 K-12学生的国际科技排名中，中国在数学和科学方面的得分始终超过美国——2018 年，中国在评估数学、科学和阅读方面的PISA成绩排名全球第一，而美国则排名第25位。今天在美国毕业的每10 名计算机科学博士中，有3名是美国人，2名是中国人。三十年前，每20名出国留学的中国学生中只有1名回国。现在，每五人中就有四人回国。尽管美国从历史上受益于其从全球79亿人才库中吸引人才的能力（美国财富500强公司中几乎有一半是由移民或其子女创立的），但正如美国国家人工智能安全委员会所承认的那样，“吸引国际学生的竞争变得越来越激烈……美国有史以来第一次冒着失去自己的科学前沿人才的风险。”
在二十一世纪初，美国的研发支出位居第一，按当前购买力平价计算的支出约为2700亿美元，其次是欧盟，约1800亿美元。当年，中国的支出仅为美国的 12%，为330亿美元。然而，到2020年，中国以美国90%的支出上升到全球第二位。按照目前的轨迹，在可预期的未来十年内，中国在研发方面的支出将超过美国。事实上，尽管美国在科学发展的长期驱动力中保持着强势地位（美国占全球基础研究支出的60%，而中国占20%），但中国一直专注于将科学发展转化为商业产品。而现在，即使在实验开发上的花费，中国每年开支已经超过美国近700亿美元。在全球10大最有价值的科技公司中，有6家美国公司位居前列，而在“开创新技术的10家最有价值独角兽企业”名单中，有6 家中国公司位居榜首。在国际专利申请中，中国取代美国成为专利合作的最大用户。2019年，中国提交了22%的PCT专利，而2000年中国仅占0.6%。与此同时，美国的份额在同一时期从42%下降到22%。2016年，中国取代美国成为最大的科学刊物出版国，目前占全球科学研究产出的20%以上。
在国家政策方面，美国面临着一些挑战。比如，相对于中国而言，在文化上对隐私的偏好；阻碍招聘和移民的公共政策；难以编译大型数据集的法律；抵制政府研发支出；以及针对美国国家冠军公司的进一步监管和反垄断行动等。此外，制造和工程的持续外包对美国的技术实力构成长期威胁。正如英特尔前首席执行官和硅谷传奇人物安迪·格鲁夫所描述的那样，“如果不进行扩展，我们不仅会失去工作，还会失去对新技术的掌控。失去扩展能力最终会损害我们的创新能力。”
中国的优势始于一个了解科技竞争利害关系的中央领导层，旨在到2035年“进入创新国家的前沿”；前所未有的获取海外技术的国家战略；有竞争力的省级政府通过高科技园区等地方举措执行这些战略；资金规模等。中国政府、法律法规、国家战略、军民深度融合等，都为其在关键新兴技术上的发展开绿灯。只要中国政府可以在其国内市场保护公司，支持国家龙头企业，并让企业发挥领导作用，它就可以获得成功。因此，到2025年，中国的科技生态系统“在活力、创新和竞争力方面”可能与硅谷不相上下。
但是这个轨迹能保持下去吗？中国今天的崛起可能反映了 1980 年代日本的崛起，人们普遍预计日本将在 1990 年代超越美国成为世界领先的经济和技术强国。虽然这些案例有一些相似之处（例如生产率增长放缓、高度集中的发展战略，以及在创新和市场低效率之间造成紧张关系的国家干预措施），但在考察中国技术崛起的关键驱动因素时，历史类比不太令人信服。按购买力平价计算，中国的GDP已经比美国高出15%，作为国家实力的子结构，中国在过去的20年里不断增加研发支出，达到今天美国支出的90%。相比之下，日本的GDP和研发支出从来没有达到过美国的50%。从各自的技术创新生态系统来看，两者之间的差异更加明显。1980年代，日本每年有80,000名STEM毕业生，拥有100家公司的新兴风险投资 (VC)行业，每年花费9亿美元进行风险投资（相当于当时美国风险投资支出的10%）。如今，中国每年有130万STEM毕业生，是世界第二大风险投资市场的所在地，拥有超过3,500家风险投资公司，并在2018年花费了1050亿美元的风险投资（占美国风险投资支出的 95%）。而且，最引人注目的是，日本的技术雄心受到“加拉帕戈斯综合症”的阻碍：其创新技术是孤立开发的，高度专业于国内市场，但难以在海外竞争。相比之下，中国的技术增长已深入整合到整个世界。安迪·格罗夫（Andy Grove）称，中国所具有的“扩大”其他国家创新潜力的能力，使中国能够在从制造到研发再到标准制定的技术价值链中崛起。
总而言之，尽管美国在过去半个世纪的技术创新中处于领先地位，并且在其他几个技术领域仍保持主导地位，但中国已成为 21 世纪基础技术的重要竞争对手，其应用有望在从情报和军事力量到经济增长和治理的所有领域带来变革。
正如美国艺术与科学学院 2020 年报告《自满的危险》所总结的：“鉴于亚洲，特别是中国的巨大规模和进步速度，美国将发现扭转其下滑趋势将非常困难 ……如果我们忽视这个问题，我们公民的经济福祉和我们影响世界事务的能力将不可避免地下降。”
